JP2564949B2 - ビデオ信号レベル制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ビデオ信号レベル制御装置に関し、特に、
ビデオカメラにおけるアイリス自動制御の結果得られる
ビデオ信号や、映像機器全般における自動利得制御の結
果得られるビデオ信号の、レベルの最適化を行うのに用
いて好適なビデオ信号レベル制御装置に関する。

（従来の技術） 従来から、一般的な映像機器やビデオカメラにおいて
は、送り出されるビデオ信号のレベルを最適値に制御し
ている。そのために、自動利得制御装置やアイリス自動
制御装置等を含むビデオ信号レベル制御装置が用いられ
ている。そして、これらの自動利得制御装置やアイリス
自動制御装置を制御するためには、ビデオ信号のレベル
を検出する必要がある。この場合、APL（Average Pictu
re Level）検出またはPEAK（尖頭値）検出が行なわれ
る。ところが、ALP検出によるとビデオ信号レベルが高
くなりやすい傾向を持ち、PEAK検出によるとビデオ信号
レベルが低くなりやすい傾向を有する。

そこで、通常のビデオ信号レベル制御装置において
は、上記両者の検出方法を組み合わせたビデオ信号の検
出が行なわれる。この場合、APL検出で検出したビデオ
信号レベルとPEAK検出で検出したビデオ信号レベルを適
宜割合で用いることになる。

（発明が解決しようとする課題） 従来のビデオ信号レベル制御装置は以上のように構成
されており、ビデオ信号レベル制御に当たりAPL検出で
得られたビデオ信号レベルと、PEAK検出で得られたビデ
オ信号レベルとを、予め定められた一定の割合で用いて
おり、ビデオ信号の傾向にはそれほど注意が払われてい
ない。ところが、実際のビデオ信号は様々な態様を有す
るものであり、APL検出やPEAK検出に基づいて一義的に
そのレベルを決定できるものではない。従って、従来の
ビデオ信号レベル制御装置では、最適なビデオ信号レベ
ルの制御は困難である。例えば、ビデオ信号による画面
が、“空（そら）”の沢山入った風景の場合、ビデオ信
号は第２図の説明図に示すように尖頭値と平均値がそれ
ほど変らない。このため、ビデオ信号レベルは低めに制
御される傾向がある。これにより、本来の“空”の明る
さが出にくいという問題がある。一方、暗い背景の中に
人物がいるような画面の場合、ビデオ信号は第３図の説
明図に示すように、尖頭値と平均値が開いてしまう。こ
のため、ビデオ信号レベルは高めに制御される傾向があ
り、人物が暗くなってしまうという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的
は、ビデオ信号のAPL検出とPEAK検出を独立に行ない、
それぞれの検出値から予め定められた関数に基づいて最
適なレベルに制御するビデオ信号レベル制御装置を提供
することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明のビデオ信号レベル制御装置は、ビデオ信号レ
ベルを制御する制御手段と、前記制御手段でレベル制御
したビデオ信号の特定領域におけるビデオ信号部分を抜
き出す抜出手段と、前記抜出手段からのビデオ信号部分
の尖頭値を検出する尖頭値検出手段と、前記抜出手段か
らのビデオ信号部分の平均値を検出する平均値検出手段
と、これら尖頭値と平均値との組合わせにより決定する
データを複数種類設定しておき、検出した尖頭値と平均
値との組合わせにより被写体に応じた前記データを前記
制御手段へ切り換え出力する出力手段とを備えるものと
して構成される。

（作 用） 入力されたビデオ信号のレベルを制御する制御手段か
らのビデオ信号の特定領域におけるビデオ信号部分を抜
き出し手段により抜き出す。抜き出したビデオ信号部分
の尖頭値および平均値を尖頭値検出手段と平均値検出手
段により検出し、出力手段に与える。出力手段におい
て、尖頭値と平均値との組み合わせによって決定される
データを複数種類設定しておく。これらのデータのう
ち、検出した尖頭値と平均値との組み合わせにより、複
写体に応じたデータを、制御手段に切り換え出す。これ
により、ビデオ信号レベルが最適に制御される。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係るビデオ信号レベル制
御装置のブロック図である。第１図に示すように、ビデ
オ信号源１からのビデオ信号は可変利得増幅器（制御手
段）２によってレベルが制御される。可変利得増幅器２
からのビデオ信号はホワイトクリップ用リミッタ３から
ビデオスイッチ回路４を通じて尖頭値検出回路（尖頭値
検出手段）５および平均値検出回路（平均値検出手段）
８に入力される。上記ビデオスイッチ回路４は、ビデオ
信号の予め定められた検出領域を抜き出すためのもの
で、通常はテレビジョン画面の中央部近辺の予め定めら
れた領域を抜き出し、指定するものである。コンデンサ
放電スイッチ６は、尖頭値検出回路５による尖頭値検出
後に、尖頭値を保持していたコンデンサをリセットする
ためのものである。尖頭値検出回路５の出力信号は、バ
ッファ回路７を通じて取り出され、得られたPEAK検出値
はA/D変換器９に与えられディジタル信号A8〜A15に変換
される。一方、平均値検出回路８の出力であるAPL検出
値は、A/D変換器10に与えられディジタル信号A0〜A7に
変換される。A/D変換器９からのディジタル信号A8〜A15
とA/D変換器10からのディジタル信号A0〜A7はデータ読
出回路11に入力される。ちなみに、A/D変換器９および1
0のサンプリングタイミングは、ビデオ信号のフィール
ドブランキングに同期している。データ読出回路（関数
手段）11はディジタル信号A0〜A15に基づいて、あるデ
ィジタルデータを出力するように設定されており、その
出力Ｚはローパスフィルタブロック17に入力される。ロ
ーパスフィルタブロック17は、ディジタル信号を遅延さ
せるための記憶素子12と予め定められた係数を記憶する
係数記憶素子14と、入力信号に対して係数記憶素子14に
記憶された係数を掛ける乗算器13と、加算器15とで構成
されており、その出力ｙはD/A変換器16に入力される。D
/A変換器16はローパスフィルタブロック17の出力ｙをア
ナログ信号に変換して可変利得増幅器２に制御信号を与
える。

以上のような構成において、次にその動作を説明す
る。

ビデオ信号源１からのビデオ信号は、可変利得増幅器
２でそのレベルが制御され、ホワイトクリップ用リミッ
タ３において一定のレベル以上にクリップをかけられ、
ビデオスイッチ回路４において画面内の一定の領域を抜
き出された上で、尖頭値検出回路５および平均値検出回
路８に与えられる。尖頭値検出回路５では、入力ビデオ
信号の尖頭値を検出に、これをPEAK検出値としてバッフ
ァ回路７を通じてA/D変換器９に加える。尖頭値検出回
路５はビデオ信号の１フィート周期毎にコンデンサ放電
スイッチ６によりリセットされる。一方、平均値検出回
路８は、ビデオ信号の平均値を検出すると、これをAPL
検出値としてA/D変換器10に出力する。以上のPEAK検出
値とAPL検出値は、A/D変換器9,10でそれぞれディジタル
値に変換され、それぞれディジタル信号A8〜A15、ディ
ジタル信号A0〜A7としてデータ読出回路11に入力され
る。

さて、ここでPEAK検出値をピーク値Ｐ、APL検出値を
平均値Ａとおいた場合、データ読出回路11の出力Ｚは以
下のように表わすことができる。

Ｚ＝−Ｇ（Ａ、Ｐ） ……（１） ちなみに、この場合の出力Ｚは並列ディジタル信号で
あるが、ここではアナログ量として考えることにする。
ここで、Ｇ（Ａ、Ｐ）は変数を平均値Ａとピーク値Ｐと
する関数であり、右辺の負の符号は制御が負帰還である
ことを示す。

さて、データ読出回路11は例えばROMで構成されてお
り、平均値Ａに対応するディジタル信号A0〜A7とピーク
値Ｐに対応するディジタル信号A8〜A15をアドレス入力
とし、これらの力に対応して予め書き込まれているデー
タを出力する。この場合、データ読出回路11は（１）式
に対応するテーブルを格納しているもので、平均値Ａと
ピーク値Ｐの各値の組合わせによって決定される出力Ｚ
を送出する。

データ読出回路11からの出力Ｚは、制御系を安定に動
作させるためにローパスフィルタブロック17に入力され
る。ここで信号は記憶素子12、乗算器13、加算器15と通
るが、本実施例ではII Rフィルタの例を示している。そ
して、その結果得られるＮ次のローパスフィルタ出力ｙ
は以下のように表わされる。

ここで、ｎはｎ番目のデータを示し、akは係数記憶素
子14に設定される係数であり、Z_n-kはデータ読出回路11
からのデータである出力Ｚである。

ローパスフィルタブロック17において、記憶素子12
は、読出回路11からの出力Ｚを遅延させるためのバッフ
ァの役割を果たしており、その出力は乗算器13および加
算器15に送出され、（２）式の演算が実施される。ロー
パスフィルタブロック17から出力された出力ｙは並列デ
ィジタル信号である。この信号ｙは、D/A変換器16に入
力され、アナログ信号に変換された後で、可変利得増幅
器２に制御信号として与えられる。その結果、可変利得
増幅器２の出力として得られるビデオ信号はデータ読出
回路11に設定された関数に基づく最適値に制御される。

さて、データ読出回路11に設定する関数の具体例とし
ては各種の方法が考えられる。

例えば、第２図に示すように、ビデオ信号のAPL検
出値とPEAK検出値が非常に近い場合、つまり、デューテ
ィーファクタが大きい場合と、第３図に示すように、
APL検出値に対してPEAK検出値が非常に大きい場合、つ
まり、デューティーファクタが小さい場合のそれぞれに
ついて分けて考える。デューティーファクタ大の場合
は、通常よりもビデオ信号レベルを高めに制御しデュー
ティーファクタ小の場合は、通常よりもビデオ信号レベ
ルを低めに制御するように設定する。その結果、デュー
ティーファクタ大のビデオ信号、例えば被写体として
“空（そら）”が多く入っているような場合、従来は信
号レベルが低くなりがちであったのに対して、適正な
“空”の明るさが得られる。デューティーファクタ小の
ビデオ信号、例えば被写体として暗い背景の前に人物が
いるような場合、従来は人物のレベルが高過ぎていたの
に対して、適正な人物の明るさを得ることができる。

なお、データ読出回路11に設定する関数は各種のビデ
オ信号に対する最適なビデオ信号レベルを求めて統計的
に関数Ｇを決定するようにしても良い。また、関数Ｇを
複数種類設定しておいて、屋内、屋外等のシチュエーシ
ョンに応じて適宜切り替えるようにしても良い。

なお、上記実施例では、制御対象として可変利得増幅
器の場合を例示したが、ビデオカメラにおけるアイリス
自動制御装置を制御するようにしても良く、ビデオカメ
ラにおける出力ビデオ信号のレベルを最適値に制御する
ことができる。

また、上記実施例ではデータ読出回路11としてROMに
よるテーブル参照方式を例示したが、マイクロプロセッ
サを用いた演算系をも用いてもよい。同様に、ローパス
フィルタブロック17についてもマイクロプロセッサが適
用可能である。つまり、データ読出回路11とローパスフ
ィルタブロック17を共通のマイクロプロセッサで構成し
てもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、レベル制御した
ビデオ信号の特定領域（例えば、テレビジョン画面の中
央部近辺の予め定められた領域に対応する信号領域）か
ら抜き出したビデオ信号部分の尖頭値と平均値との組合
わせにより決定するデータを複数種類設定しておき、屋
内、屋外等のシチュエーションに応じてデータを適宜切
り換えるようにしたので、画面の状態に応じた最適な
（適正な）ビデオ信号レベルを得ることができる。例え
ば、画面が“空（そら）”の沢山入った風景の場合、ビ
デオ信号のレベルは低めに制御される傾向があり、空の
明るさが出にくいという問題があったのを、この場合に
応じたデータに切り換えることにより、最適なビデオ信
号のレベルが得られるので、適正な空の明るさを得るこ
とができる。また、暗い背景の中に人物がいるような画
面の場合、ビデオ信号のレベルは高めに制御される傾向
があり、人物が暗くなってしまう問題があったのを、こ
の場合に応じたデータに切り換えることにより、最適な
ビデオ信号のレベルが得られるので、適正な人物の明る
さを得ることができる。

また、本発明は、撮像した全てのビデオ信号を用いて
その尖頭値と平均値レベルとを常時検出して適正なビデ
オ信号レベルを得るものではなく、抜取手段で抜き取っ
たビデオ信号部分だけの尖頭値と平均値レベルとを検出
して適正なビデオ信号レベルを得るものである。これに
対して、従来のものは、撮像した全てのビデオ信号を用
いてその尖頭値と平均値レベルとを常時検出して適正な
ビデオ信号レベルを得るものであるために、撮像したビ
デオ信号に対応する画面を多数のブロックに細分割して
信号レベルの大きいブロックと小さいブロックとのデー
タを夫々取り出し、これを演算処理回路で加算平均して
適正なビデオ信号レベルとするものである。このような
違いがあることに基づき、本発明によれば、従来のもの
には得られない特有の効果が得られる。つまり、本発明
は、画面を多数のブロックに細分割する構成の従来のも
のに比較して、唯、画面の特定領域のみを抜き取る抜取
手段を用いるだけのものであるから、適正なビデオ信号
レベルを得るための回路構成を格段に簡単化することが
でき、装置の小型化、生産効率のアップ、コスト低減な
どの効果を有している。特に、本発明装置をビデオカメ
ラに用いた場合、一層小型化したビデオカメラを生産効
率良く生産することができ、また、こうした小型化ビデ
オカメラを一層低廉に提供することができる。

さらに、本発明によれば、ビデオ信号部分の尖頭値と
平均値との組合わせにより決定されるデータを複数種類
設定しておき、実際に検出した尖頭値と平均値との組合
わせにより被写体に応じたデータをビデオ信号のレベル
制御用信号として切り換え出力する出力手段を備えるよ
うにしたので、本発明装置は多種類のビデオカメラにお
いて共用することができ、例えば、ビデオ信号の尖頭値
と平均値との組合わせにより決定されるこうしたデータ
を10種類設けておき、プロカメラマン用のビデオカメラ
においてはこの10種類のデータを全て用いて多様な状態
の被写体を最適な明るさの被写体として常時得るように
することができ、一方、アマチュアカメラマン用のビデ
オカメラにおいてはこの10種類のデータを全て使用せず
に５種類用いて実用上適正な明るさの被写体を得ること
ができるといったように、本発明装置を多種類のビデオ
カメラにおいて共用することができ、これにより本発明
は商品化に一層好適な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るビデオ信号レベル制御
装置のブロック図、第２図、第３図はビデオ信号の状態
と検出信号の関係を示す説明図である。 １……ビデオ信号源、２……可変利得増幅器、３……ホ
ワイトクリップ用リミッタ、４……ビデオスイッチ回
路、５……尖頭値検出回路、６……コンデンサ放電スイ
ッチ、７……バッファ回路、８……平均値検出回路、9,
10……A/D変換器、11……データ読出回路、12……記憶
素子、13……乗算器、14……係数記憶素子、15……加算
器、16……D/A変換器、17……ローパスフィルタブロッ
ク。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビデオ信号レベルを制御する制御手段と、 前記制御手段でレベル制御したビデオ信号の特定領域に
   おけるビデオ信号部分を抜き出す抜出手段と、 前記抜出手段からのビデオ信号部分の尖頭値を検出する
   尖頭値検出手段と、 前記抜出手段からのビデオ信号部分の平均値を検出する
   平均値検出手段と、 これら尖頭値と平均値との組合わせにより決定するデー
   タを複数種類設定しておき、検出した尖頭値と平均値と
   の組合わせにより被写体に応じた前記データを前記制御
   手段へ切り換え出力する出力手段とを備えることを特徴
   とするビデオ信号レベル制御装置。